高低溫循環試驗箱又稱溫度沖擊試驗箱的制冷循環彩的是逆卡若循環，此循環是由兩個等溫過程以及兩個絕熱過程組成。制冷劑經壓縮機絕熱壓縮到較高的壓力，消耗了功使排氣溫度升高，之后制冷劑經冷凝器等溫和四周介質進行熱交換，將熱量傳給四周介質，后制冷劑經載流閥絕熱膨脹做功，這時制冷劑溫度降低，此循環周而復始，便達到了降溫目的。

溫度沖擊試驗箱的冷卻方式分為：風冷、水冷。風冷的條件比較高，而水冷標配是一個水量相當的冷卻水塔便可。溫度沖擊試驗箱的制冷系統是為了保證試驗箱降溫速率和溫度的要求，特采用了業內的制冷機所組成的二元復疊式氟利昂制冷系統。包含一個高壓制冷循環和一個低壓制冷循環，其連接容器為蒸發冷凝器，蒸發冷凝器的功能為將低壓循環的蒸發器作為高壓循環的冷凝器之用。制冷系統的設計應用能量調節技術，一種行之有效的處理方式既能保證在制冷機組正常運行的情況下又能對制冷系統的能耗及制冷量進行有效的調節，使制冷系統的運行費用和故障下降到較為經濟的狀態。